藪内 直明 (ヤブウチ ナオアキ)

YABUUCHI Naoaki

所属組織

大学院工学研究院 機能の創生部門

職名

教授

研究キーワード

エネルギー、固体化学、電池

メールアドレス

メールアドレス

ホームページ

http://www.yabuuchi-lab.ynu.ac.jp/

関連SDGs




学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学) - 大阪市立大学

  • 修士(工学) - 大阪市立大学

学内所属歴 【 表示 / 非表示

  • 2018年4月
    -
    現在

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   機能の創生部門   教授  

  • 2023年4月
    -
    現在

    併任   横浜国立大学   総合学術高等研究院   教授  

  • 2020年10月
    -
    現在

    併任   横浜国立大学   先端科学高等研究院   教授  

  • 2018年4月
    -
    現在

    併任   横浜国立大学   大学院工学府   機能発現工学専攻   教授  

  • 2018年4月
    -
    現在

    併任   横浜国立大学   理工学部   化学・生命系学科   教授  

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学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 2014年4月
    -
    2018年3月

      東京電機大学   准教授

  • 2011年4月
    -
    2013年3月

      東京理科大学   講師

  • 2010年4月
    -
    2011年3月

      東京理科大学   助教

  • 2006年10月
    -
    2008年9月

      Massachusetts Institute of Technology   PostdoctoralAssociate

 

著書 【 表示 / 非表示

  • ポストリチウムイオン二次電池開発 部材開発から解析・性能診断技術まで

    藪内 直明( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 「多電子反応を利用する高容量Li過剰型カチオン不規則配列岩塩型正極材料」)

    エヌ・ティー・エス  2023年7月  ( ISBN:978-4-86043-836-4

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    総ページ数:492   担当ページ:75-82   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  • 次世代二次電池の開発動向

    藪内 直明( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 第II編第1章「リチウム過剰型正極材料の研究開発」)

    シーエムシー出版  2023年4月  ( ISBN:978-4-7813-1730-4

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    総ページ数:247   担当ページ:47-55   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  • 科学

    藪内直明( 担当: 共著 ,  範囲: 結晶構造とイオン拡散-電極材料および固体電解質材料)

    岩波書店  2023年2月 

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    担当ページ:6   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  • 現代化学

    藪内直明( 担当: 共著 ,  範囲: 蓄電池研究が拓く脱化石燃料に向けた未来像)

    東京化学同人  2023年1月 

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    担当ページ:2   記述言語:日本語 著書種別:一般書・啓蒙書

  • セラミックス

    藪内直明( 担当: 共著 ,  範囲: 軟X線・硬X線吸収分光法を用いた正極材の電化補償機構の解明)

    日本セラミックス協会  2023年1月 

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    担当ページ:4   記述言語:日本語 著書種別:学術書

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学位論文 【 表示 / 非表示

  • 次世代リチウムイオン蓄電池用LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2の固体電気化学に関する研究

    藪内 直明

    2006年3月

    学位論文(博士)   単著  

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    リチウムイオン電池用新規リチウムインサーション材料としてコバルト・ニッケル・マンガン系3元系材料の研究を行った。コバルト・ニッケル・マンガン複合水酸化物を原料として用いることで、結晶性の高い単相試料の合成に初めて成功している。また、得られた試料について、X線結晶構造解析、X線吸収分光法、電子顕微鏡、第一原理計算を行うことで、詳細な結晶構造解析と充放電反応機構の解明に成功している。通常の層状材料では遷移金属イオンは3価の状態で存在することが一般的であるが、結晶構造と電子状態の解析の結果、ニッケルが2価、マンガンが4価として存在していることを明らかにしている。また、これらの結果は第一原理計算にも支持されている。さらに、得られた材料について詳細な電気化学的キャラクタリゼーションを行っており、コバルト系層状材料よりも大きな可逆容量を発現することを明らかにしており、現在ではこれらの材料は実電池にも利用されている。

論文 【 表示 / 非表示

  • New functionality of electrode materials with highly concentrated electrolytes

    Yosuke Ugata, Naoaki Yabuuchi

    Trends in Chemistry   5 ( 9 )   672 - 683   2023年9月  [査読有り]

    DOI

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • Durable Manganese-Based Li-Excess Electrode Material without Voltage Decay: Metastable and Nanosized Li2MnO1.5F1.5

    Kanno Asuka, Ugata Yosuke, Ikeuchi Issei, Hibino Mitsuhiro, Nakura Kensuke, Miyaoka Yuka, Kawamura … 全著者表示

    ACS ENERGY LETTERS   8 ( 6 )   2753 - 2761   2023年5月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • Nonflammable Fluorinated Ester-Based Electrolytes for Safe and High-Energy Batteries with LiCoO2

    Ugata Yosuke, Yukishita Kazuki, Kazahaya Natsuho, Takahashi Shingo, Yabuuchi Naoaki

    CHEMISTRY OF MATERIALS   35 ( 9 )   3686 - 3693   2023年5月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • Anion-Induced Interfacial Liquid Layers on LiCoO2 in Salt-in-Water Lithium-Ion Batteries

    Oh Hyunjeong, Shin Seung-Jae, Choi Eunjin, Yamagishi Hirona, Ohta Toshiaki, Yabuuchi Naoaki, Jung H … 全著者表示

    JACS AU   3 ( 5 )   1392 - 1402   2023年4月  [査読有り]

    DOI Web of Science

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • Improved Electrode Reversibility of Nanosized Li1.15Nb0.15Mn0.7O2 through Li3PO4 Integration

    ZHANG Yanjia, CAMPÉON Benoît D. L., YABUUCHI Naoaki

    Electrochemistry   91 ( 3 )   037004   2023年3月  [査読有り]

    DOI CiNii Research

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 電気化学会   共著  

    <p>A lithium-excess cation-disordered rocksalt oxide, Li<sub>1.15</sub>Nb<sub>0.15</sub>Mn<sub>0.7</sub>O<sub>2</sub>, is synthesized and tested as positive electrode materials for battery applications. Although nanosized Li<sub>1.15</sub>Nb<sub>0.15</sub>Mn<sub>0.7</sub>O<sub>2</sub> delivers a large reversible capacity using cationic/anionic redox reaction, the inferior capacity retention hinders its use for practical applications. Such degradation of electrode reversibility, including electrochemical and structural reversibility, is anticipated to originate from the gradual oxygen loss for the electrode materials with anionic redox. Herein, Li<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> is integrated into Li<sub>1.15</sub>Nb<sub>0.15</sub>Mn<sub>0.7</sub>O<sub>2</sub> by high-energy mechanical milling, and 7 mol% Li<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> integrated Li<sub>1.15</sub>Nb<sub>0.15</sub>Mn<sub>0.7</sub>O<sub>2</sub>, Li<sub>1.2</sub>P<sub>0.06</sub>Nb<sub>0.13</sub>Mn<sub>0.61</sub>O<sub>2</sub>, shows much improved cyclability when compared with the sample without Li<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>. Approximately 80 % of reversible capacity is retained after 100-cycle test at a rate of 200 mA g<sup>−1</sup>. Moreover, electrode kinetics are significantly improved by Li<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> integration, and Li<sub>1.2</sub>P<sub>0.06</sub>Nb<sub>0.13</sub>Mn<sub>0.61</sub>O<sub>2</sub> delivers a discharge capacity of 200 mA h g<sup>−1</sup> at a rate of 640 mA g<sup>−1</sup>. Li<sub>1.2</sub>P<sub>0.06</sub>Nb<sub>0.13</sub>Mn<sub>0.61</sub>O<sub>2</sub> also shows improved thermal stability at elevated temperatures. From these results, the effectiveness of Li<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> integration into nanosized disordered rocksalt oxides with anionic redox is discussed, and this finding leads to the development of metastable high-capacity positive electrode materials for advanced Li-ion batteries.</p>

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総説・解説記事等 【 表示 / 非表示

  • Tunining cation migration

    Naoaki Yabuuchi

    Nature Materials   19   372 - 373   2020年2月  [査読有り]  [依頼有り]

    DOI

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)   単著  

  • リチウムイオン電池の発展の歴史と将来展望

    藪内 直明

    PF NEWS   37   9 - 14   2020年2月  [査読有り]  [依頼有り]

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要)   単著  

  • 酸化物イオンの電荷補償を利用する蓄電池用マンガン系高容量正極材料

    ケミカル・エンジニアリング   63 ( 9 )   676 - 682   2018年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要)  

  • 酸化物イオンの電荷補償を利用するリチウムイオン電池用高容量正極材料

    固体物理   53 ( 6 )   51 - 58   2018年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要)  

  • 特集 層状物質 「ナトリウムイオン電池用クロム・チタン系層状酸化物」

    日本セラミックス協会誌 セラミックス   53 ( 5 )   348 - 390   2018年

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要)  

受賞 【 表示 / 非表示

  • 英国王立化学会より「フェロー」の称号を授与

    2023年06月   英国王立化学会  

    受賞者:藪内直明

  • 令和5年度 科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞 (研究部門)

    2023年04月   文部科学省   先駆的インサーション材料開発と蓄電池への応用に関する研究  

    受賞者:藪内直明

  • Featured in the List of 2020 ANNUAL MOST CITED PAPERS, Ranked 1st, Electrochemistry

    2021年02月   THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY OF JAPAN   Crystal Structures and Electrode Performance of Alpha-NaFeO2 for Rechargeable Sodium Batteries  

    受賞者:Naoaki YABUUCHI, Hiroaki YOSHIDA, Shinichi KOMABA

  • Featured in the List of CONTINUOUSLY HIGHLY CITED PAPERS, Ranked 5th, Electrochemistry

    2021年02月   THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY OF JAPAN   Crystal Structures and Electrode Performance of Alpha-NaFeO2 for Rechargeable Sodium Batteries  

    受賞者:Naoaki YABUUCHI, Hiroaki YOSHIDA, Shinichi KOMABA

  • Global Star Award

    2019年01月   The American Ceramics Society, Engineering Ceramic Division  

    受賞者:藪内 直明

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科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 格子の膨張収縮を生じない高濃度電荷蓄積を実現する高耐久性電極材料の創製

    研究課題/領域番号:21K18815  2021年7月 - 2023年3月

    挑戦的研究 (萌芽)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  • アニオンレドックスの可逆性を支配する原理解明と革新的蓄電池材料設計への応用

    研究課題/領域番号:21H04698  2021年4月 - 2027年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(A)

    代表者:藪内直明

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    資金種別:競争的資金

  • 蓄電固体界面の機能開拓と界面新材料開発

    研究課題/領域番号:19H05816  2019年6月 - 2024年3月

    科学研究費補助金  新学術領域研究

    代表者:藪内直明

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    資金種別:競争的資金

  • 蓄電固体デバイスの創成に向けた界面イオンダイナミクスの科学

    研究課題/領域番号:19H05812  2019年6月 - 2024年3月

    科学研究費補助金  新学術領域研究

    代表者:入山恭寿

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    資金種別:競争的資金

  • ナノ構造制御による相変化抑制を実現する革新的インサーション材料の創製 研究課題

    研究課題/領域番号:19K22229  2019年6月 - 2021年3月

    科学研究費補助金  挑戦的萌芽研究

    代表者:藪内直明

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    資金種別:競争的資金

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その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 / 非表示

  • 水を基軸とする未踏蓄電機能材料の開拓

    研究課題/領域番号:JPMJCR21O6  2021年10月 - 2026年3月

    科学技術振興機構  CREST

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    担当区分:研究分担者

  • 表面改質を施したリチウム過剰系高容量正極材料の実証試験

    2019年10月 - 2020年9月

    科学技術振興機構  A-STEP機能検証フェーズ

    代表者:藪内直明

研究発表 【 表示 / 非表示

  • Atmospheric stability of layered oxides for Na battery applications

    Naoaki Yabuuchi  [招待有り]

    The 8th International Conference on Sodium Batteries 

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    開催年月日: 2023年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  • Electrode Materials Made from Abundant Elements for Sodium Batteries

    Naoaki Yabuuchi  [招待有り]

    IFGSZ & ICEnSM 2023, 10th International Forum on Graphene in Shenzhen, 4th International Conference on Energy Storage Material 

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    開催年月日: 2023年4月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(基調)  

  • Li-excess High-capacity Electrode Materials with Cation Disordered Rocksalt Structures

    Naoaki Yabuuchi  [招待有り]

    Asian Conference on Electrochemical Power Sources 11 (ACEPS’11) 

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    開催年月日: 2022年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(基調)  

  • Layered Oxides for High-Power and Durable Na Battery Applications

    Naoaki Yabuuchi  [招待有り]

    2022 MRS Fall Meting 

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    開催年月日: 2022年11月 - 2022年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • Cation Disordered Rocksalt Electrode Materials for Li-ion Battery Applications

    Naoaki Yabuuchi  [招待有り]

    The 7th International Conference on Electronic Materials and Nanotechnology for Green Environment (ENGE 2022) 

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    開催年月日: 2022年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(基調)  

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学会誌・論文誌編集等 【 表示 / 非表示

  • Energy Advances

    Advisory Board 

    2023年1月
    -
    現在
     

  • Energy Storage Materials

    Associate Editor 

    2022年11月
    -
    現在
     

  • Journal of Solid State Electrochemistry

    Editorial Board 

    2022年9月
    -
    現在
     

  • Electrochemisty

    2018年4月
    -
    2020月3日
     

  • 電気化学

    2018年4月
    -
    2020月3日
     

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共同・受託研究情報 【 表示 / 非表示

  • Panasonic

    企業等からの受託研究  

    研究期間: 2021年09月  -  2022年3月 

  • LG Japan

    企業等からの受託研究  

    研究期間: 2021年08月  -  2022年7月 

 

担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 2023年度   蓄エネルギー工学

    理工学部

  • 2023年度   無機化学Ⅰ

    理工学部

  • 2023年度   固体物性化学

    理工学部

  • 2023年度   固体化学特論

    大学院理工学府

  • 2023年度   エネルギー化学演習BF

    大学院理工学府

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その他教育活動及び特記事項 【 表示 / 非表示

  • 2023年03月
     
     
    第99回電気化学会 優秀学生講演賞   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者:宮岡祐佳(横浜国立大学理工学部4年) 指導教員:藪内直明 教授(他関係者:宇賀田 洋介、大黒 祐奈、高田 拡嗣、藤井 康浩) 受賞論文:「LiMnO2の電気化学特性に関する各種因子の検討」 授与者:公益社団法人 電気化学会、公益社団法人 電池技術委員会 受賞年月:2023(R5)年3月28日 https://www.ynu.ac.jp/hus/engk2/29956/detail.html

  • 2021年11月
     
     
    The ICAE 2021 Best Poster Award   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者:松崎魁斗(横浜国立大学大学院理工学府 博士課程前期2年(受賞時)) 指導教員:藪内直明 教授 受賞論文:「Lithium-Excess Ruthenium Oxides as High-Capacity Positive Electrode Materials with Reversible Anionic Redox at Elevated Temperatures」 授与者:KIEEME (Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers) 受賞日:2021(R3)年11月25日

  • 2021年03月
     
     
    第88回電気化学会 優秀学生発表賞   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者:菅野飛鳥(横浜国立大学理工学部4年) 指導教員:藪内直明 教授(他関係者:池内一成, 夏井竜一,日比野光宏,名倉健祐) 受賞論文:「準安定リチウム過剰型マンガン系酸フッ化物正極材料の研究」 授与者:公益社団法人 電気化学会、公益社団法人 電池技術委員会 受賞年月:2021(R3)年3月24日 https://www.ynu.ac.jp/hus/engk2/26249/detail.html

  • 2020年03月
     
     
    第87回電気化学会 優秀学生発表賞   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者 小林朗生 発表題目 マンガン系ナトリウム過剰酸フッ化物材料の結晶構造及び電気化学特性

  • 2019年10月
     
     
    The Ceramics Society of Japan, PACRIM13 Best Poster Award (Session 20 Ceramics for Rechargeable Energy Storage)   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者 Itsuki Konuma 発表題目 “Li2TiO3 – LiVO2 Binary Oxides as High Capacity Positive Electrode Material” 学会名 The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13) 受賞日:2019年10月29日

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 総務省消防庁 「リチウムイオン蓄電池に係る危険物規制に関する検討会」

    2023年04月 - 2024年3月  委員

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    委員区分:その他 

  • 総務省消防庁 「蓄電池設備のリスクに応じた防火安全対策検討部会」

    2022年05月 - 2023年3月  委員

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    委員区分:その他 

  • 株式会社パソナ「中小企業等事業再構築促進事業」

    2022年04月 - 現在  書面審査委員

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    委員区分:その他 

  • Symposium Organizer of ICACC 2023

    2022年04月 - 2023年1月  Symposium Organizer for S6: Advanced Materials and Technologies for Rechargeable Energy Storage

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    委員区分:その他 

  • 電気化学会普及委員会

    2022年03月 - 2024年2月  委員長

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    委員区分:学協会 

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社会活動(公開講座等) 【 表示 / 非表示

  • Interface Ionics for All-Solid-State Batteries

    役割:講師

    Interface Ionics for All-Solid-State Batteries  2023年6月

  • 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会講習会「SDGsに向けたクリーンエネルギー有機デバイスの最前線」

    役割:講師

    応用物理学会  2022年3月

  • 高安全、長寿命、高エネルギー密度の水系リチウムイオン電池の開発に成功

    役割:情報提供

    国立大学法人 横浜国立大学  横浜国立大学プレスリリース  2021年11月

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    対象: 大学生, 大学院生, 教育関係者, 研究者, 学術団体, 企業, メディア, その他

    種別:新聞・雑誌

    ▪横浜国立大学の藪内教授らの研究グループは、高い安全性と従来リチウムイオン電池と同等以上の長寿命を実現した。
    ▪プレスリリース(2021年11月23日掲載)の他、次の新聞等にも掲載された。
    (1)2021年11月23日 朝日新聞 記事
    (2)2021年11月25日 電波新聞
    (3)2021年11月26日 化学工業日報
    (4)2021年12月10日 科学新聞
    (5)2021年12月10日 日経産業新聞

  • 2021年度第2回電池製造技術分科会

    役割:講師

    一般社団法人日本粉体工業技術会  2021年11月

  • Niobium Technology for Clean Energy

    役割:講師

    The Embassy of Brazil in Tokyo, CBMM and Sojitz Corporation  2021年11月

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メディア報道 【 表示 / 非表示

  • 高エネ密度・長寿命のコバルトニッケルフリー電池材料

    MIT Technology Review Japan  2023年7月

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    執筆者:本人以外 

  • 全固体電池、トヨタと共同研究の横浜国立大学教授に聞く

    日経新聞社  2023年7月

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    執筆者:本人以外 

  • 「リチウム過剰」正極材を改良

    日経産業新聞  2022年6月

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    執筆者:本人以外 

  • 汎用材料で電池3割安く

    日経新聞  2022年6月

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